JPH11220660A - ビデオカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温では非常に小さいキズレベルとなってお
り、係数発生回路４４からの所定基準レベルよりも低い
レベルであった場合に、比較回路４３で検出できないと
いう誤動作が生じていた。 【解決手段】 固体撮像素子２で発生した画素欠陥を、
第１の演算部４と画像記憶部５と係数発生部８とで構成
した循環型フィルターを動作させ、第２の演算部６と位
置検出部７で座標変換を行い、ランダムノイズを低減さ
せて微小な画素欠陥の高精度検出精度を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画素欠陥検出を行
うことができるビデオカメラ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラや電子スチルカメラ
においては、固体撮像素子が広く使用されている。一般
に固体撮像素子には白キズと呼ばれる画素欠陥が存在
し、製造段階で生じるものに加えて、経年変化とともに
発生するものもあり、キズ部分の信号レベルにいたって
は、一般半導体同様、およそ８℃の温度上昇で＋６ｄＢ
となり、著しく画質の劣化を招く。そこで、ビデオカメ
ラや電子スチルカメラにおいては、白キズである画素欠
陥を検出し、補正する回路が構成されることが多い。以
下に従来の画素欠陥検出機能を備えたビデオカメラ装置
について説明する。

【０００３】図４は従来のビデオカメラ装置の構成を示
すブロック図である。図４において、４１は被写体映像
の光学信号を電気信号に変換する固体撮像素子、４２は
固体撮像素子４１からの信号をアナログ信号からデジタ
ル信号に変換するアナログ・デジタル変換器（以下、Ａ
Ｄ変換器と記す）、４４は所定基準レベルの信号を発生
する係数発生回路、４３はＡＤ変換器４２からの信号と
係数発生回路４４からの信号とを比較する比較回路であ
る。

【０００４】以上のように構成された従来のビデオカメ
ラ装置について、以下その動作について説明する。

【０００５】被写体の光学信号は固体撮像素子４１で結
像し電気信号に変換される。固体撮像素子４１からの出
力信号（アナログ信号）はＡＤ変換器４２でデジタル信
号に変換され、比較回路４３に入力される。一方、係数
発生回路４４で発生した所定基準レベルの信号も比較回
路４３に入力され、ＡＤ変換器４２からの信号と係数発
生回路４４からの所定基準レベル信号との大小判定で、
画素欠陥を検出する。つまり、係数発生回路４４からの
所定基準レベルよりも高レベルの信号がＡＤ変換器４２
より入力された場合は、ＡＤ変換器４２からの信号に白
キズがあると判断する。比較回路４３において白キズが
あると判断した時に、補正回路（図示せず）により映像
信号が補正される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の方法では、常温では非常に小さいキズレベルとなっ
ており、係数発生回路４４からの所定基準レベルよりも
低いレベルであった場合に、比較回路４３で検出できな
いという誤動作が生じるという問題点を有していた。

【０００７】また、ＡＤ変換器４２から、係数発生回路
４４で発生した所定基準レベルよりも高レベルのノイズ
信号が比較回路４３に入力された場合、比較回路４３に
おいて単なるノイズ信号を白キズと判断し、補正回路に
て映像信号レベルを抑えて補正され、画質劣化を生じる
という問題点を有していた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、手ぶれ補正機能などで使用しているメモリーを兼用
することで回路規模を大きくすることなく、また、常温
下で、精度良く固体撮像素子の白キズを検出することが
可能となり、画質劣化を及ぼさずに欠陥画素の補正が可
能な固体撮像素子の画素欠陥検出方法を有するビデオカ
メラ装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画素欠陥検出装置は、光信号を電気信号に変
換する複数個の光電変換素子を有する固体撮像素子と、
固体撮像素子への入射光を制限する入射光制限部と、固
体撮像素子の出力信号をデジタル信号に変換するアナロ
グ・デジタル変換器と、任意の係数を発生させる係数発
生部と、アナログ・デジタル変換器の出力信号と係数発
生部の出力信号と後述する画像記憶部の出力信号とを演
算する第１の演算部と、第１の演算部の出力信号を入力
し固体撮像素子の光電変換素子の空間座標位置に対応す
る空間座標を有し書き込みおよび読み出しが可能な画像
記憶部と、画像記憶部の出力信号と係数発生部の出力信
号とを演算する第２の演算部と、第２の演算部の出力か
ら画像記憶部の空間位置を算出する位置検出部とを備え
たものである。

【００１０】この構成によって、入射光を完全に遮断し
た状態で微少な白キズレベルを、手ぶれ補正機能などで
使用しているメモリーを用いた循環型フィルターにより
ｎ回平均することにより、ランダムノイズのＳ／Ｎを大
幅減少させ固定パターンノイズである微少な白キズを温
度等の条件変動に関わらず安定して検出でき、フィルタ
ーを通さずに白キズを検出するより精度良く白キズを検
出することが可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１及び２に記載の
発明は、光信号を電気信号に変換する複数個の光電変換
素子を有する固体撮像素子と、固体撮像素子への入射光
を制限する入射光制限部と、固体撮像素子の出力信号を
デジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
任意の係数を発生させる係数発生部と、アナログ・デジ
タル変換器の出力信号と係数発生部の出力信号と後述す
る画像記憶部の出力信号とを演算する第１の演算部と、
第１の演算部の出力信号を入力し固体撮像素子の光電変
換素子の空間座標位置に対応する空間座標を有し書き込
みおよび読み出しが可能な画像記憶部と、画像記憶部の
出力信号と係数発生部の出力信号とを演算する第２の演
算部と、第２の演算部の出力から画像記憶部の空間位置
を算出する位置検出部とを備え、この構成によって、入
射光を完全に遮断した状態で微少な白キズレベルを、手
ぶれ補正機能などで使用しているメモリーを用いた循環
型フィルターによりｎ回平均することにより、ランダム
ノイズのＳ／Ｎを大幅減少させ固定パターンノイズであ
る微少な白キズを温度等の条件変動に関わらず安定して
検出でき、フィルターを通さずに白キズを検出するより
精度良く白キズを検出することが可能であるという作用
を有する。

【００１２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態のビデオカメラ装
置における画像欠陥補正手段のブロック図であり、１は
外部から入射する光信号を所定期間遮断する入射光制限
部、２は入射光制限部１からの光信号を結像し電気信号
に変換する複数の光電変換素子よりなる固体撮像素子、
３は固体撮像素子２からの信号（アナログ信号）をデジ
タル信号に変換するＡＤ変換器、８は所定の係数信号を
発生し第１の演算部４及び第２の演算部６に出力する係
数発生部、４はＡＤ変換器３からの出力信号と係数発生
回路８からの係数信号とにより演算を行い画像記憶部５
に出力する第１の演算部、５は第１の演算部４からの出
力信号を記憶する画像記憶部で、画像記憶部５の出力信
号は再び第１の演算部７に入力され演算が行われると共
に第２の演算部６にも入力される。画像記憶部５は、ビ
デオカメラ装置に既に内蔵され、他機能（手振れ補正機
能等）に使用される画像メモリで兼用しても構わない。
６は係数発生器８からの係数信号と画像記憶部５からの
信号とを比較演算する第２の演算部、７は映像信号にお
ける白キズの位置を検出する位置検出部である。

【００１３】図２は本実施の形態の時間軸方向の動作を
示す特性図であり、（ａ）は固体撮像素子２へ入射され
る光信号、（ｂ）は固体撮像素子２を動作させる基準の
垂直同期信号、（ｃ）は固体撮像素子２の出力信号、
（ｄ）は画像記憶部５の出力信号、（ｅ）は画像記憶部
５への書き込み信号、（ｆ）は第２の演算部６の出力信
号である。

【００１４】図３は本発明の空間動作を説明するための
模式図であり、（ａ）は固体撮像素子２の２次元空間上
の画素欠陥位置を示し、（ｂ）は画像記憶部５の２次元
空間上の画素欠陥位置を示すものである。

【００１５】以上のように構成された本実施の形態のビ
デオカメラ装置について、以下その動作について説明す
る。

【００１６】レンズ（図示せず）を介して入射された入
射光は、入射光制限部１で図２（ａ）のごとく、時間ｔ
２のタイミングまで完全に遮断される。このように入射
光が遮断された期間において、固体撮像素子２の出力
は、図２（ｃ）に示すように白キズ２２とランダムノイ
ズ２１を含んだ状態で、ＡＤ変換器３でデジタル変換さ
れて、第１の演算部４へ入力される。第１の演算部４の
出力信号は、画像記憶部５にて記憶され、読み出した信
号は再び第１の演算部４に入力されるとともに、第２の
演算部６にも入力される。第１の演算部４はＡＤ変換器
３の出力信号Ａと、画像記憶部５の出力信号Ｂとを、係
数発生部８の第１の出力から与えられる係数Ｍによっ
て、（Ａ×Ｍ）＋（Ｂ×（１−Ｍ））という計算式に基
づいて演算を行う。この演算処理を施された第１の演算
部４の出力信号は、再び画像記憶部５へ入力されその出
力に対して同じ演算を第１の演算部４で繰り返すことに
より、循環型フィルターを構成する。

【００１７】この循環をｎ回繰り返すことにより、図２
（ｄ）に示すように固体撮像素子２から出力される白キ
ズ２２とランダムノイズ２１を含んだ信号は、ランダム
ノイズ２１が時間ｔ１からｔ２に向かって経過するに従
い除去されていき、固定パターンノイズである白キズ２
２のみが残る。

【００１８】入射光制限部１で入射光を完全に遮断した
状態のまま十分にランダムノイズ２１を除去した後、画
像記憶部５への書き込みを図２（ｅ）の時間ｔ３のタイ
ミングで停止する。この後、ｔ４のタイミングで第２の
演算部６で係数発生部８の第２の出力信号から与えられ
る係数Ｌのレベルと、画像記憶部５の出力信号レベルと
を比較し、係数Ｌより画像記憶部５の出力信号レベルが
大きければ白キズであると判断し、その判断結果をｔ２
のタイミングで図２（ｆ）に示す信号を位置検出部７に
出力する。

【００１９】ここで固体撮像素子２の白キズの二次元空
間配列は図３（ａ）に示すように、座標（ｘ、ｙ）で表
現でき、また画像記憶部５の白キズの二次元空間配列は
図３（ｂ）に示すように、座標（Ｘ、Ｙ）で表現でき
る。固体撮像素子２の二次元空間配列と画像確認部５の
二次元空間配列は１：１で対応しているため、位置検出
部７で検出された白キズの二次元空間配列は、配列変換
を行うことにより固体撮像素子２の白キズの二次元空間
配列上の位置を特定できる。

【００２０】以上のように本実施の形態によれば、通常
ランダムノイズ成分に埋もれ、微小レベルである常温下
での白キズレベルが、ｎ回循環型フィルター処理を行う
ことによりランダムノイズが除去されて、精度良く検出
することができる。

【００２１】なお、以上の説明では常温下としたが、固
体撮像素子が動作する範囲での高温条件下としても良
い。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、現行の大半のビ
デオカメラが有するメモリーを兼用して使用することに
より新たに大規模な回路を設けることなく、固体撮像素
子の画素欠陥である白キズを常温下で精度良く検出で
き、ランダムノイズによる誤動作での画質劣化を抑制す
ることができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるビデオカメラ装置
における画素欠陥検出手段の構成を示すブロック図

【図２】同実施の形態におけるビデオカメラ装置の各部
の信号を示すタイミング図

【図３】同実施の形態における画素欠陥の空間位置を示
す模式図

【図４】従来のビデオカメラ装置における画素欠陥検出
手段の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ 入射光制限部 ２ 固体撮像素子 ３ ＡＤ変換器 ４ 第１の演算部 ５ 画像記憶部 ６ 第２の記憶部 ７ 位置検出部 ８ 係数発生回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号を電気信号に変換する複数個の光
   電変換素子を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子
   への入射光を制限する入射光制限部と、前記固体撮像素
   子の出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジ
   タル変換器と、任意の係数を発生させる係数発生部と、
   前記アナログ・デジタル変換器の出力信号と前記係数発
   生部の出力信号と後述する画像記憶部の出力信号とを演
   算する第１の演算部と、前記第１の演算部の出力信号を
   入力し前記固体撮像素子の光電変換素子の空間座標位置
   に対応する空間座標を有し書き込みおよび読み出しが可
   能な画像記憶部と、前記画像記憶部の出力信号と前記係
   数発生部の出力信号とを演算する第２の演算部と、前記
   第２の演算部の出力から前記画像記憶部の空間位置を算
   出する位置検出部とを備えたことを特徴とするビデオカ
   メラ装置。
2. 【請求項２】 入射光制限部により固体撮像素子に入射
   する光を完全に遮断し、かつ第１の演算部の出力信号の
   画像記憶部への書き込みを所定の周期かつ所定の時間行
   い、画像記憶部の書き込み完了後の出力信号と第２の演
   算部にて係数発生部の出力信号とを比較し、画像記憶部
   の出力信号の方が大きければ所定の出力を位置検出部に
   入力し空間座標位置を検出することを特徴とするビデオ
   カメラ装置。